高分子材料导电性能改善研究进展

提高高分子材料导电性能的方法,主要有掺杂、与其它材料复合、改变导电高分子的结构等方式。掺杂能够改变高分子材料中已有电子能带的能级,使得高分子中能带间的能量差减小,载流子迁移的阻力随之减小。与其它材料复合多为材料能提供载流子迁移的通道、与导电高分子材料形成大的共轭体系、改善链与链之间的有序性或增加复合物的紧密度,从而提高复合材料的导电性,与导电高分子复合的材料多为金属或金属氧化物、无机非金属纳米材料以及一些普通的有机高分子。改变导电高分子的结构能改善聚合物的规整度,提高其结晶度。导电高分子材料具有广泛的应用前景,今后需要在提高导电高分子电导率的同时改善其溶解性、加工性以及稳定性等综合性能,以实现导电高分子的实用化。     

石墨烯/纳米银导电油墨导电性能研究

目的制备出具有优异导电性能的石墨烯/纳米银复合材料,并作为导电填料,以提高导电油墨的导电性能。方法采用Hummers法制备氧化石墨烯,以葡萄糖作为还原剂,采用同步还原法制备石墨烯/纳米银,将石墨烯/纳米银复合物和纳米银按不同比例混合作为导电填料来制备导电油墨。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱等分析测试方法表征了石墨烯/纳米银复合材料的微观结构和形貌,并通过四探针法对油墨的导电性进行检测。结果纳米银颗粒均匀地负载在石墨烯片层上,纳米银粒径约为35 nm;掺杂石墨烯/纳米银复合物质量分数为12%时,导电油墨的电阻率可达到1.08×10~(-7)?·m,导电性能提高约64%。结论制备的复合材料石墨烯呈片状,结构完好,添加到导电油墨中能明显提高导电性能。     

熱處理影響碳黑/聚乙烯復合材料導電性之探討

針對碳黑填充聚乙烯復合材料進行實難的結果發現,通合的時效熱處理可使材料的電阻有效地降低至底值.經過輻射的材料若加熱至高于聚乙烯熔點的温度,并再進行時效熱處理,會使材料的電阻出現跳升的現象,而且電阻跳升的程度與材料中的碳黑種類有關.若于輻射之前實施材料的時效熱處理,這對電阻跳升的程度并無明顯的影響.     

熱處理影響碳黑/聚乙烯復合材料導電性之探討

針對碳黑填充聚乙烯後合材料進行實驗的結果發現,適合的時效熱處理可使材料的電阻有效地降低至底值.經過輻射的材料若加熱至高于聚乙烯熔點的温度,并再進行時效熱處理,會使材料的電阻出現跳升的現象,而且電阻跳升的程度與材料中的碳黑種類有關.若于輻射之前實施材料的時效熱處理,這對電阻跳升的程度并無明顯的影響.     

镀铜CF/ABS树脂复合材料的导电性能

通过在中间相沥青基炭纤维表面化学镀铜以提高纤维导电性能,并以热压法制备了短切镀铜炭纤维(Cu-CF)增强ABS树脂导电复合材料。采用SEM、EDS、XRD等表征方法研究了Cu-CF的镀层厚度、Cu-CF界面结构,以及镀铜厚度和Cu-CF的含量对复合材料导电性能的影响。研究表明,化学镀铜是铜晶粒不断长大与晶体结构更加致密的过程。Cu-CF的界面粘结受镀层厚度的影响,随着镀层厚度的增加,镀层与纤维之间出现间隙。Cu-CF的电阻率随镀层厚度的增加急剧降低,当镀层厚度增大至695nm后电阻率趋于稳定。采用镀层厚度为632nm的Cu-CF为增强相,当其体积含量为20%时,Cu-CF/ABS复合材料的电阻率为5.87×10-4Ω·cm,在导电功能材料领域具有很好的应用前景。     

MWNTs/UHMWPE复合材料的导电行为

采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了多壁碳纳米管（MWNTs）/超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料,并对其电学性能进行了研究。结果表明,该种方法可以使MWNTs比较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料均表现出明显的渗流行为;长径比大的L.MWNTs-60100具有较小的渗流阈值,并且具有较小的正温度系数（PT...     

分散剂和树脂对导电油墨导电性能的影响

目的 探究提升碳系水性导电油墨导电性能的方法,主要研究分散剂和树脂的含量对碳系水性导电油墨导电性能的影响。方法 使用W?190分散剂和水性丙烯酸树脂,采用双因素法,保持分散剂和树脂的总质量在油墨中的占比固定,且其他组分在油墨中的占比也不变,通过改变分散剂与树脂之间的比例,制备多组碳系水性电热油墨。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察各组碳系水性导电油墨,测试油墨的黏度、方阻,探究导电油墨的形貌和导电性。结果 通过改变分散剂与树脂的质量比值,会对导电油墨的导电性能产生较大影响。在其他条件一定的情况下,随着分散剂与树脂的质量比值的增加,碳系水性导电油墨的导电性呈先降低再升高的趋势。结论 分散剂与树脂的质量比对导电油墨的导电性具有较大影响,当分散剂与树脂的质量比为2.5∶1时,在分散研磨60 min后,碳系水性导电油墨的黏度最大值为11.1 Pa.s,方阻最小值为4.3 Ω/□,此时导电性相对最佳。     

电器封装用高效导热/阻燃环氧复合材料的制备

目的为了提高电器封装材料的安全性,制备出一种具有高效导热/阻燃的环氧复合材料。方法通过原位聚合法,采用三聚氰胺-甲醛树脂预聚体(MF)修饰石墨烯(G)/磷烯(BP)合成纳米填料,辅以环氧树脂(E51)制备高导热/阻燃的环氧复合材料。通过TGA、热线法和锥形量热法分别测试复合材料的热稳定性、导热性和阻燃性。结果研究结果表明,当MF@BP/G的质量分数为3%时,环氧复合材料的残碳量高达22.19%,相较于纯的环氧复合材料提升了76.77%;导热系数提升至0.257 W/(m∙K),提升率为27.86%;峰值热释放率、总的热释放量、峰值烟雾释放率和总的烟雾释放量分别下降了43.76%,27.72%,46.81%和28.83%。结论以MF@BP/G为功能填料,可以有效提高环氧复合材料的导热性和阻燃性,有利于提升环氧复合材料的使用安全性。     

纳米银颗粒掺入的导电聚合物墨水导电性研究

目的提高有机聚合物导电墨水直写图案的导电性。方法在聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)导电墨水中掺入纳米银颗粒(AgNPs)制备混合型导电墨水,并用于制备直写导电图案。结果直写图案的电阻率测试结果表明,当AgNPs的质量分数从0提高到10%时,图案电阻率从8.7×10~7μ?·cm下降到931.7μ?·cm;经过20 MPa的施压处理10 min后,图案电阻率均进一步下降,当AgNPs的质量分数为0和10%时图案电阻率分别降到4.2×10~7和93.8μ?·cm。当AgNPs的质量分数大于10%时,纳米颗粒会出现严重团聚,颗粒与聚合物混合不均匀,从而导致图案电阻不均匀;由于微观组织中孔隙增加,所以图案电阻率增加。结论在导电聚合物中掺入适量的纳米银颗粒是提高其直写图案导电性的有效途径,该直写图案不需要经过高温烧结,因此对基底材料的选择没有局限性,纳米银颗粒对直写图案导电性的促进作用机制在于为电子提供了更多的通路。该PP/AgNPs复合型墨水有望用于打印射频识别标签中的天线。     

炭纤维/ABS树脂复合材料的导电性研究

研究了炭纤维长度、填充量及表面处理条件下对炭纤维／ＡＢＳ树脂复合材料导电性的影响以及材料导电性同环境温度的相关性。结果表明复合材料的电阻率随着纤维填加量的增多而降低。纤维长度越长,复合材料导电性越好。纤维表面处理后,复合材料电阻率增大,相同纤维填充量下,表面处理时间越长,材料电阻率越大。温度对复合材料电阻率的影响随纤维填加量的增多而减少。而且,纤维表面状态的改变对复合材料的电阻率－温度关系有较大影响。     

纳米银颗粒-银离子复合型导电墨水导电性研究

目的 为了减少纳米银颗粒墨水所制备图案的孔隙率,提高图案的导电性。方法 将多尺寸纳米银颗粒与银离子溶液混合制备得到纳米银颗粒-银离子复合型墨水,通过扫描电子显微镜（SEM）观察所制备图案的表面形貌,采用X-射线衍射仪（XRD）确定图案表面晶型,并对图案进行电阻率测试。结果 实验结果表明,纳米银颗粒-银离子的配比对该复合型导电墨水的导电性有重要影响。AgNPs与Ag⁺的体积比为2∶1的混合型墨水在干燥之后具有最佳导电性,电阻率为1.33×10^-3Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为4.37%。经过热压之后,AgNPs与Ag⁺的体积比为5∶1的墨水所制备的图案导电性最好,电阻率为1.32×10^-4Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为3.19%。结论 所制备的纳米银颗粒-银离子复合型墨水干燥后即可导电,经过热压处理之后导电性可进一步提高。该复合型墨水中银含量低,可大大降低其用于柔性器件的成本。     

石墨烯/超高分子量聚乙烯导电复合材料的电性能

通过两步法制备了纳米石墨烯(GNS)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分离结构导电复合材料,通过扫描电子显微镜和透射偏光显微镜研究了导电复合材料的形态结构与电性能的关系。研究表明,GNS粒子能够均匀地涂覆在UHMWPE粒子表面。当GNS的体积分数为0.4%时,复合材料电导率提升了15个量级,渗流阀值为0.028%(体积分数,下同)。GNS/UHMWPE分离结构导电复合材料的正温度系数效应(PTC)研究表明,由于填料分布形态及含量的变化,导致复合材料PTC转变温度发生改变。     

MPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能

目的 制备MPCMs/环氧树脂复合材料,研究石蜡相变微胶囊(MPCMs)对环氧树脂导热调温性能的影响.方法 采用共混法制备MPCMs/环氧树脂复合材料,对共混改性的复合材料进行导热、储热、调温及热稳定性能表征.结果 MPCMs/环氧树脂复合材料导热系数增大,为原来的4.91倍以上,相变潜热特性与MPCMs的质量分数成正比,有自我调节温度能力.结论 MPCMs/环氧树脂复合材料提高了环氧树脂的导热性能,保留了MPCMs的相变储热调温性能,热稳定性良好.     

碳纳米管/橡胶复合材料导热性能研究进展

导热橡胶在航空、航天、电子、电器领域有着广泛的应用前景。把碳纳米管填充到橡胶中,渴望获得具有优良导热性能的橡胶复合材料已成为材料领域研究的热点。本文综述了填充型导热橡胶的实验研究现状、导热橡胶的导热机理、导热模型;重点论述了碳纳米管的结构与改性、碳纳米管填充橡胶的导热性能的实验研究及理论研究进展;最后指出碳纳米管的独特结构和优异性能使其作为橡胶复合材料导热增强组分在理论上具有明显优势,但其复合材料的热物性研究仍存在一些问题有待解决;如何降低界面热阻、增加碳纳米管取向等将是提高碳纳米管/橡胶复合材料导热性能的重要解决途径。     

不同填料复配对尼龙6/石墨烯复合材料导热性能的影响

高分子材料的绝热特性极大地限制了其作为导热材料在工业中的应用。选用多层石墨烯作为导热填料,并分别与导热填料氧化铝(Al_2O_3)和碳化硅(SiC)复配,探究导热填料的复配对尼龙6(PA6)复合材料导热性能的影响。加入质量分数为3%石墨烯时,PA6复合材料的热导率为0.548W·m^-1·K^-1,相比PA6基体提高161%。通过调节石墨烯与Al_2O_3和SiC复配的比例以及复合填料量,PA6复合材料的热导率可控在0.653~4.307W·m^-1·K^-1之间,最高是PA6基体的20倍。为拓展石墨烯在导热材料方面的应用及PA6导热材料在工业上应用提供了有价值的实验依据。     

LDPE/EVA/MWCNTs/CF复合材料的电学及流变性能

用熔融共混法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/碳纤维(CF)复合材料。使用高阻计、扫描电子显微镜、旋转流变仪等研究了导电填料及基体组成对材料的电性能和流变性能的影响。发现MWCNTs与CF共同作为导电填料具有协效作用,使得材料其不仅具有渗滤阈值低的特点,并且当填料含量超过阈值时,材料的导电性能相比于纯MWCNTs填充的复合材料电阻率降低了2个数量级。流变测试发现MWCNTS相比于CF对基体分子链运动的限制更为明显,MWCNTs含量的增多会增加材料的黏度并使材料从"类液"的粘弹行为转变为"类固"的粘弹行为。     

高体积分数SiCp/A356复合材料的显微组织和电导率

铝基复合材料在电子封装领域存在着潜在的应用前景。为获得高体积分数的铝基复合材料,利用压力浸渗法制备了高体积分数SiC颗粒增强A356复合材料(SiC_p/A356),通过金相显微镜、XRD、SEM和EDS等分析手段对其物相、显微结构和电导率进行了表征。结果表明:用该方法制备的SiC_p/A356复合材料组织致密,颗粒分布均匀,界面结合性能较好;SiC增强颗粒与A356基体界面反应控制良好,仅有少量Al4C3脆性相生成。SiC粉体经颗粒表面氧化处理在其表面生成一层SiO_2薄膜,虽抑制了界面反应的发生,但也使复合材料的收缩减小,电阻率增大,导电性能变差。     

聚氨酯/二氧化硅包覆多壁碳纳米管复合材料的导热与电绝缘性能

通过溶胶-凝胶法制备了厚度为30nm-50nm的二氧化硅(SiO2)包覆多壁碳纳米管(SiO2-MWNTs),并与聚氨酯(PU)复合制备了PU/SiO2-MWNT复合材料。研究了SiO2-MWNTs对PU导热电绝缘性能的影响。结果表明,SiO2包覆层增强了MWNTs与PU之间的界面相互作用,促进了MWNTs在PU中的分散。由于SiO2包覆层的电绝缘作用,PU/SiO2-MWNT复合材料保持了PU的电绝缘性能。同时SiO2包覆层作为过渡层,降低了PU与MWNTs间的模量失配,减少了声子的界面散射,提高了PU/SiO2-MWNT复合材料的导热性能。当SiO2-MWNTs的质量分数为0.5%和1.0%时,PU/SiO2-MWNT复合材料的热导率分别提高了53.7%和63.8%。